[비즈니스포스트] 엔비디아가 차세대 인공지능(AI) 가속기 '베라 루빈' 양산에 돌입한 것으로 알려진 가운데 그래픽처리장치(GPU) 루빈용 고대역폭메모리(HBM4)의 성능 규격을 하향한 것으로 확인됐다.

업계에서는 엔비디아가 베라 루빈 수율과 공급 안정성을 고려한 것이란 분석과 함께 SK하이닉스 등 메모리 제조사의 HBM4 성능 개선이 지연되고 있는 것을 반영한 것이란 관측이 나오고 있다.

27일 엔비디아의 제품 설명서에 따르면 루빈의 HBM4 대역폭(초당 데이터 처리량)이 초당 1400테라바이트(TB)로 하향 조정됐다.

엔비디아가 지난 1월 공개한 설명서의 초당 1580TB보다 약 11% 낮아진 것이다. 루빈에는 총 72개 GPU가 탑재되는데, GPU 1개로 환산하면 초당 약 22TB에서 약 19.2TB로 낮아진 것이다.

총 2048개 핀 당 전송 속도(Gbps)로 환산하면 이전 핀당 약 10.7Gbps에서 약 9.4~9.5Gbps 수준으로 떨어진 것이다. 엔비디아는 당초 메모리 제조사에 핀당 10~11Gbps 이상의 성능을 요구했다. 

HBM 개발은 그동안 메모리 용량과 속도를 끌어올리는 방향으로 진행됐다. 다만 용량과 속도를 높일수록 발열과 전력 부담이 커지고, 불량 없이 만들어내는 비율(수율)을 맞추기 어려워지는 현상이 나타났다.

엔비디아는 당초 11.7Gbps 이상의 HBM4를 고성능 베라 루빈에 우선 배치하고, 10Gbps 성능 제품은 다소 성능이 낮은 베라 루빈에 탑재한다는 계획을 세웠던 것으로 알려졌다.

하지만 HBM4 공급 부족과 메모리 제조사의 수율 이슈 등이 부각되면서 엔비디아가 전격적으로 성능 규격을 낮춰 HBM4 물량 확보에 나선 것으로 해석이 나온다.

이같은 기조는 엔비디아의 차기 AI 가속기 '루빈 울트라'에서도 확인된다.

시장조사업체 트렌드포스 측은 올해 8월 엔비디아가 루빈 울트라용 HBM 사양을 12단 HBM4E 기준에서 8단 HBM4E, 12단·8단 HBM4까지 검토 대상을 넓혔다고 분석했다. 그 배경으로는 2027년 D램 공급 부족과 12단 HBM4E의 검증·수율 불확실성을 거론했다.

올해 상반기에는 HBM4 수율 문제에 따른 베라 루빈 양산 지연설이 나오기도 했다.

다만 젠슨 황 최고경영자(CEO)는 지난 21일 독일 베를린에서 열린 'GTC 베를린 2026'에서 "베라 루빈은 현재 본격 생산 중이다"라고 밝히며 양산 지연설에 선을 그었다.
  일각에서는 SK하이닉스의 HBM4 성능 개선 작업이 지연되면서, 엔비디아가 '베라 루빈' 생산을 위해 HBM4 성능 규격을 하향한 것이란 분석을 내놓고 있다. 

현재 11.7Gbps 이상 성능의 HBM4를 대량으로 양산할 수 있는 메모리 제조사는 삼성전자밖에 없는 것으로 알려졌다.

삼성전자와 SK하이닉스의 HBM4 공식 사양을 보면 삼성전자는 핀당 11.7Gbps~13Gbps이며, SK하이닉스는 최대 11.7Gbps 성능을 구현할 수 있다고 돼 있다. 하지만 SK하이닉스의 HBM4 일반 성능은 대략 10Gbps 수준인 것으로 전해졌다.

두 회사의 HBM4 설계 방식은 다르다.

HBM4는 맨 아래에 신호를 제어하는 베이스다이(로직 칩)를 두고 그 위에 데이터를 저장하는 코어 D램을 쌓는 구조다.

삼성전자는 코어에 최신 1c(10나노급 6세대) D램 공정을, 베이스다이에 자체 파운드리 4나노 공정을 결합했다.

SK하이닉스는 이미 검증된 1b(10나노급 5세대) D램 공정에 TSMC가 만드는 12나노급 베이스다이를 사용한다.

시장조사업체 세미애널리시스는 지난 8월31일 공개한 팟캐스트에서 "SK하이닉스가 최고 속도의 HBM4를 구현하는 데 어려움을 겪었고, 베이스다이를 재설계하면서 엔비디아 루빈용 HBM4 출하가 늦어졌다"고 주장했다.

이같은 문제는 올해 6월 젠슨 황 엔비디아 CEO가 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 3사 모두가 HBM4 품질 인증을 통과했다고 밝힌 이후에도 완전히 해결되지 않은 것으로 파악된다.

국내 반도체 업계 관계자는 이와 관련해 "SK하이닉스의 HBM4 출하 지연은 설계 자체에 문제가 발생했기 때문이라는 게 업계의 추정"이라며 "SK하이닉스가 HBM4 수율을 고려해 기존 공정을 활용하면서 성능 규격을 맞추지 못했고, 이를 개선하려고 재설계에 들어갔으나 여전히 문제를 겪고 있는 것으로 알고 있다"고 말했다.

연초 세미애널리시스와 트렌드포스 등은 엔비디아 HBM4 공급 물량의 약 60~70%를 SK하이닉스가, 약 30%를 삼성전자가 맡을 것으로 전망했다.

하지만 최근에는 삼성전자와 SK하이닉스의 HBM 점유율이 뒤집힐 것이란 관측이 나오고 있다.

스위스 투자은행 UBS는 2027년 HBM 전체 비트 출하량 기준으로 삼성전자(41%)가 SK하이닉스(39%)를 앞설 것으로 내다봤다. 

이와 관련해 SK하이닉스 관계자는 "HBM4 사업을 문제없이 진행하고 있다"며 "고객사에 대한 내용은 확인해줄 수 없다"고 말했다. 김나영 기자